正文 第7章(2 / 3)

富蘭克林做了多次實驗,並首次提出了電流的概念,1752年,他在一個風箏實驗中,將係上鑰匙的風箏用金屬線放到雲層中,被雨淋濕的金屬線將空中的閃電引到手指與鑰匙之間,證明了空中的閃電與地麵上的電是同一回事。

歐幾裏得幾何學

《幾何原本》是一部集前人思想和歐幾裏得個人創造性於一體的不朽之作。傳到今天的歐幾裏得著作並不多,然而我們卻可以從這部書詳細的寫作筆調中,看出他真實的思想底蘊。

全書共分13卷。書中包含了5條“公理”、5條“公設”、23個定義和467個命題。每一卷內容當中,歐幾裏得都采用了與前人完全不同的敘述方式,即先提出公理、公設和定義,然後再由簡到繁地證明它們。這使得全書的論述更加緊湊和明快。而在整部書的內容安排上,也同樣貫徹了他的這種獨具匠心的安排。它由淺到深,從簡至繁,先後論述了直邊形、圓、比例論、相似形、數、立體幾何以及窮竭法等內容。其中有關窮竭法的討論,成為近代微積分思想的來源。

僅僅從這些卷帙的內容安排上,我們就不難發現,這部書已經基本囊括了幾何學從公元前7世紀的古埃及,一直到公元前4世紀——歐幾裏得生活時期——前後總共400多年的數學發展曆史。這其中,頗有代表性的便是在第1卷到第4卷中,歐幾裏得對直邊形和圓的論述。正是在這幾卷中,他總結和發揮了前人的思維成果,巧妙地論證了畢達哥拉斯定理,也稱“勾股定理”。即在一直角三角形中,斜邊上的正方形的麵積等於兩條直角邊上的兩個正方形的麵積之和。他的這一證明,從此確定了勾股定理的正確性並延續了2000多年。

《幾何原本》是一部在科學史上千古流芳的巨著。它不僅保存了許多古希臘早期的幾何學理論,而且通過歐幾裏得開創性的係統整理和完整闡述,使這些遠古的數學思想發揚光大。它開創了古典數論的研究,在一係列公理、定義、公設的基礎上,創立了歐幾裏得幾何學體係,成為用公理化方法建立起來的數學演繹體係的最早典範。照歐氏幾何學的體係,所有的定理都是從一些確定的、不需證明而礴然為真的基本命題即公理演繹出來的。在這種演繹推理中,對定鞲的每個證明必須或者以公理為前提,或者以先前就已被證明了的定理為前提,最後做出結論。

這一方法後來成了用以建立任何知識體係的嚴格方式,人們不僅把它應用於數學中,也把它應用於科學,而且也應用於神學甚至哲學和倫理學中,對後世產生了深遠的影響。歐幾裏得也因此被稱為幾何學之父。

洪華生

洪華生教授是我國第一位歸國的海洋學女博士,已成為國內外有影響的海洋生物地球化學學術帶頭人。她思想活躍,不斷開拓進取,1980年代初率先攻克海水中超痕量不同形態鐵的現場測定難關,發現海水表層二價鐵晝夜變化規律,代表作成為海洋鐵研究的經典文獻。開拓我國海洋生物地球化學這一交叉新學科。

1995年獲國家科技進步三等獎,2006年獲全國海洋科技先進工作者。她率先開展我國東南沿海河口-近海係統持久性有機汙染物的生物地球化學研究,1995年最先證實維多利亞港POPs主要來自香港本地而非珠江口,解決了當時廣受爭議的POPs汙染來源問題。她定量分析九龍江流域農業活動對河口-近海氮磷生物地球化學的貢獻,使之成為一個全球農業區域研究案例。

塑料合金

塑料合金是利用物理共混或化學接枝的方法而獲得的高性能、功能化、專用化的一類新材料。塑料合金產品可廣泛用於汽車、電子、精密儀器、辦公設備、包裝材料、建築材料等領域。它能改善或提高現有塑料的性能並降低成本,已成為塑料工業中最為活躍的品種之一,增長十分迅速。我國塑料行業要認清形勢,找準差距,抓住機遇,加大科技投入,加快發展塑料產業,努力趕上世界發展水平。

泰勒斯

泰勒斯是古希臘哲學家,米利都學派的創始人,希臘七賢之一,西方思想史上第一個有名字留下來的哲學家。“科學之祖”泰勒斯是古希臘第一個自然科學家和哲學家,希臘最早的哲學學派——愛奧尼亞學派的創始人。

他生活的那個時代,整個社會還處於愚昧落後的狀態,人們對許多自然現象是理解不了的。但是,泰勒斯卻總想著探討自然中的真理。因為他懂得天文和數學,又是人類曆史上比較早的科學家,所以,人們稱他為“科學之祖”。

泰勒斯早年是一個商人,曾到過不少東方國家,學習了古巴比倫觀測日食月食和測算海上船隻距離等知識,了解到腓尼基人英赫希敦斯基探討萬物組成的原始思想,知道了埃及土地丈量的方法和規則等。他還到美索不達米亞平原,在那裏學習了數學和天文學知識。以後,他從事政治和工程活動,並研究數學和天文學,晚年轉向哲學,他幾乎涉獵了當時人類的全部思想和活動領域,獲得崇高的聲譽,被尊為“希臘七賢之首”,實際上七賢之中,隻有他夠得上是一個淵博的學者,其餘的都是政治家。

路易斯巴斯德

路易斯巴斯德是法國微生物學家、化學家,近代微生物學的奠基人。像牛頓開辟出經典力學一樣,巴斯德開辟了微生物領域,他也是一位科學巨人。

巴斯德一生進行了多項探索性的研究,取得了重大成果,是19世紀最有成就的科學家之一。他用一生的精力證明了三個科學問題:(1)每一種發酵作用都是由於一種微菌的發展,這位法國化學家發現用加熱的方法可以殺滅那些讓啤酒變苦的惱人的微生物。很快,“巴氏殺菌法”便應用在各種食物和飲料上。(2)每一種傳染病都是一種微菌在生物體內的發展:由於發現並根除了一種侵害蠶卵的細菌,巴斯德拯救了法國的絲綢工業。(3)傳染病的微菌,在特殊的培養之下可以減輕毒力,使他們從病菌變成防病的疫苗。他意識到許多疾病均由微生物引起,於是建立起了細菌理論。

巴斯德終於成為一位偉大的微生物學家,成了微生物學的奠基人,就在他弄清了發酵的奧秘之後。

條件反射

諾貝爾獎金獲得者、俄國生理學家伊凡巴甫洛夫是最早提出經典性條件反射的人。

在19世紀末期,俄國生理學家伊萬巴甫洛夫進行了一係列的實驗,這些實驗很快受到全世界生物學家的注意。巴甫洛夫致力於神經係統如何支配行為的工作。他通過研究狗產生唾液的種種方式揭示了一些學習行為的本質。

巴甫洛夫所做工作的重要性是不可估量的。他的研究公布以後不久,一些心理學家,如行為主義學派的創始人華生,開始主張一切行為都以經典性條件反射為基礎。雖然在美國這一極端的看法後來並不普遍,但在俄國以經典性條件反射為基礎的理論在心理學界在相當長的時間內曾占統治地位。無論如何,人們一致認為,相當一部分的行為,用經典性條件反射的觀點可以作出很好的解釋。

活字印刷術

印刷術是中國古代的四大發明之一。我國古代勞動人民經過長期實踐和研究才發明的。

自從漢朝發明紙以後,書寫材料比起過去用的甲骨、簡牘、金石和縑帛要輕便、經濟多了,但是抄寫書籍還是非常費工的,遠遠不能適應社會的需要。至遲到東漢末年的熹平年間(公元172~178年),出現了摹印和拓印石碑的方法。大約在公元600年前後的隋朝,人們從刻印章中得到啟發,在人類曆史上最早發明了雕版印刷術。

雕版印刷是在一定厚度的平滑的木板上,粘貼上抄寫工整的書稿,薄而近乎透明的稿紙正麵和木板相貼,字就成了反體,筆畫清晰可辨。雕刻工人用刻刀把版麵沒有字跡的部分削去,就成了字體凸出的陽文,和字體凹入的碑石陰文截然不同。印刷的時候,在凸起的字體上塗上墨汁,然後把紙覆在它的上麵,輕輕拂拭紙背,字跡就留在紙上了。到了宋朝,雕版印刷事業發展到全盛時期。雕版印刷對文化的傳播起了重大作用,但是也存在明顯缺點:第一,刻版費時費工費料;第二,大批書版存放不便;第三,有錯字不容易更正。

北宋平民發明家畢昇發明了活字印刷術,改進雕版印刷這些缺點。畢昇是北宋中期的一個普通平民知識分子,當時人稱布衣。他總結了曆代雕版印刷的豐富的實踐經驗,經過反複試驗,在宋仁宗慶曆年間(公元1041~1048)製成了膠泥活字,實行排版印刷,完成了印刷史上一項重大的革命。

溫度計原理

人們往往憑自己的感覺來判斷物體的冷熱程度,但這樣的判斷由於多種因素的存在,通常是不準確的。要想準確了解物體的溫度,就要借助於溫度計。

最早發明溫度計的是意大利科學家伽利略。伽利略當時設計了一根一端呈球形、中間充滿空氣的玻璃管,管的另一端開口朝下置於液體之中。當溫度升高時,管內空氣受熱膨脹。由於在相同條件下,液體的熱膨脹程度沒有氣體大,所以管中液麵的高度會降低。同理,溫度降低時,管中液麵會升高,但這樣的溫度計由於受大氣壓變化的影響,精確程度不是很高。

我們現在用的溫度計則完全是利用液體的熱脹冷縮原理來製作的:由於在相同條件下,液體的熱膨脹程度要比固體大,所以當溫度變化時,玻璃管中的液麵便隨之上升或下降;又因為溫度計玻璃管內徑很細,液體體積變化在細管中呈現出較明顯的高度變化,所以從玻璃管上的刻度就可讀出溫度的具體數值。溫度計內的液體一般采用水銀、煤油和酒精。

南北極磁場換位

地球有磁場,磁場有南北極,南北極的位置是固定不變的,這些似乎都成了定論。然而,地球南北極磁場會調換位置的問題,已使一些科學家困惑了半個多世紀,直到20世紀60年代中期,這一問題才得到了肯定的回答。

早在1906年,法國的古地磁學家布容發現古老岩石的化石磁場(古地磁場所造成的岩石的永久磁性)所指示的磁場方向和現代地磁場方向相反。後來,又有一係列的類似發現。這使得許多地磁學家大惑不解,但是,那時幾乎沒有人敢於設想地磁南北極會互換位置。多數科學家都把主要精力放在研究岩石冷卻時是怎樣獲得磁性的,以及在這個過程中是否有可能產生與外界磁性相反的磁場。到了20世紀50年代初,科學家們又發現了一些類似的特殊礦物,這就迫使古地磁學家尋求新的解釋方法,於是,開始出現了地磁場南北極曾互易位置的大膽假設。

當循著這一似乎異想天開的假設去研究這個問題時,結果卻出乎意外地令人滿意。20世紀60年代初,科學家們對美國加利福尼亞和夏威夷的火山岩同時進行了大量的古地磁和同位素年齡的測量。其結果表明,如果地磁場方向有可能倒轉的話,那麼,這種現象在地質史上就一定發生過多次。當然,上述的地磁資料在整個浩如煙海的古地磁資料中,有如鳳毛麟角。要推翻人們幾千年形成的對地磁場的見解,還顯得過於薄弱。